Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La réhabilitation est un exercice spécifique où architectes, ingénieurs et entrepreneurs donnent le meilleur d’eux-mêmes en résolvant des problématiques complexes, souvent absentes dans les constructions neuves. De par sa précision, sa résistance et sa flexibilité, l’acier leur apporte une réelle valeur ajoutée. Usines transformées en musées, logements aménagés en hôtels, gazomètres réinventés en logements…, les performances de l’acier autorisent une grande variété de réhabilitations de très grande qualité.
Cet article en deux parties fait un état de l’art sur la réhabilitation avec l’acier, il donne des solutions techniques pour consolider et renforcer (celui-ci) et pour agrandir, surélever ou requalifier (C2352) les constructions de tous les types et de toutes les époques.
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Pierre ENGEL : Ingénieur, Master of Sciences, Doctor in Philosophy - Professeur des Écoles Nationales Supérieures d’Architecture
INTRODUCTION
La réhabilitation représente une part significative de l’activité de la construction. Elle consiste à mettre en œuvre des modifications profondes à l’intérieur, en dessous, au-dessus ou contre un bâti existant .
Remodelage de façades ou restructurations profondes de planchers ou de structures, l’acier est très souvent omniprésent dans toutes ces opérations.
Les tendances de la transformation et les changements d’usage des bâtiments se sont accélérés ces dernières années ; il n’est désormais plus rare qu’une construction soit réhabilitée deux fois dans un laps de temps d’une quinzaine d’années pour répondre à de nouveaux besoins. Avec le vieillissement du parc immobilier des années 1950-1980, les activités de construction sont de plus en plus concernées par la transformation des bâtiments.
L’acier s’adresse à une large gamme de travaux. Il joue un rôle prépondérant dans la sécurité mais aussi dans la réparation, le renforcement et la mise en œuvre de solutions sèches… Ce matériau est également particulièrement efficace pour exécuter les étapes transitoires.
De nombreuses techniques faisant appel à l’acier existent pour renforcer des ouvrages construits en pierre, en fonte, en fer, en bois, en maçonnerie ou en béton. La construction métallique offre avantageusement la préfabrication, la précision, la rapidité, la facilité de montage et une capacité portante immédiate avec d’excellents ratios poids/résistance et résistance/encombrement.
Pour qu’elles soient durables, les réhabilitations futures des constructions devraient faire partie des problématiques conceptuelles et privilégier des modes structuraux adaptables. Une grande partie des bâtiments récents n’est pas conçue pour s’accommoder des évolutions prévisibles comme la ventilation, l’isolation, les réseaux ou simplement pour rendre possible la modification à volonté des cloisonnements…
Les bâtiments à réhabiliter sont de nature courantes ou historiques ; l’acier est un excellent matériau pour la plupart de ces travaux car il peut être discret et parce qu’il minimise l’impact des réparations.
Tout en donnant une méthodologie générale pour le renforcement ou la consolidation de bâtiments existants, le présent article s’appuie sur de nombreux exemples qui viennent illustrer certaines des solutions utilisables.
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MOTS-CLÉS
réhabilitation Bâtiment, et autres ouvrages acier renforcement consolidation usinage modélisation 3D
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Suspendre et consolider avec des barres en traction6. Renforcer des poteaux, des murs et percer des ouvertures
Utilisées à partir du 19e siècle en remplacement des porteurs traditionnels, les colonnes de fonte étaient vendues sur catalogue et produites en série pour supporter des planchers en maçonnerie, en fer ou en bois. Leurs sections réduites, offraient une grande résistance, un encombrement réduit, une exécution rapide et une esthétique adaptée aux goûts de l’époque. Le renforcement de ces poteaux se fait aisément, par adjonction de corsets, par chemisage ou tout simplement par substitution d’une section d’acier équivalente creuse ou pleine.
Pour assurer un transfert de charges additionnelles, l’ingénieur doit porter la plus grande attention aux liaisons en pied et en tête de la colonne. Le renforcement de la capacité portante des poteaux pose toujours le problème de la mise en charge et du transfert des efforts dans le nouvel ensemble. Souvent, les renforts servent à augmenter le rayon de giration. Dans d’autres cas, ils peuvent partager ou reprendre totalement les charges.
Quelle que soit la nature du renforcement, le concepteur doit évaluer avec précision la part de chargement qui transitera par le nouveau dispositif, et celle qui restera à la charge de l’existant. Il faut prendre soin de mettre réellement en charge l’élément de renfort lors qu’il est définitivement posé. On soulève alors légèrement les poutres adjacentes afin de poser des cales qui établiront le transfert des charges dans les nouveaux éléments structuraux. Cette étape est essentielle : on considère généralement que la structure originelle reprend les charges permanentes initiales et que l’élément de confortement reprend les charges permanentes supplémentaires (totalité des charges d’exploitation additionnelles). Enfin, pour les éléments de fourrures, on opère généralement une substitution complète de toutes les charges dans le nouvel élément.
6.1 Poteaux métalliques
Les poteaux métalliques à renforcer peuvent aussi être réalisés en tôles de fer puddlé assemblées par des rivets comme pour les constructions du 19e siècle ou encore, depuis le début du 20e siècle, en profils d’acier laminés ou reconstitués à base de tôles épaisses soudées (figure 39). Le renforcement d’un poteau métallique peut être nécessaire...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Ouvrage collectif - Créer dans le créé : L’Architecture contemporaine dans les bâtiments anciens. - Electa / Le Moniteur, Milan-Paris (1986).
-
(2) - ENGEL (P.) - Guide de la réhabilitation avec l’acier : À l’usage des architectes et des ingénieurs. - Construir’Acier, ISBN 978-2-7258-0017-2, Paris (2012).
-
(3) - ENGEL (P.) - Guide de la réhabilitation des enveloppes et des planchers. - Éditions Eyrolles, ISBN 978-2-212-14001-9, Paris (2014).
-
(4) - ENGEL (P.) - Manuel de mise en œuvre des planchers collaborants. - PAB, Paris (1990).
-
(5) - ENGEL (P.), BITAR (D.) - Planchers Mixtes : Guide de conception et de calcul des planchers mixtes. - BCS / CTICM (livre de 250 pages), Paris (2009).
-
(6)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Site d'Arcelor-Mittal
-
Constructalia, portail de l'acier pour la construction développé par Arcelor
-
ConstruirAcier, site promotionnel de l'acier
Eurocode 1 ENV 1992-1-1 - Mars 2003 - Actions sur les structures – Partie 1-1 : Actions générales – Poids volumiques, poids propres et charges d’exploitation pour les bâtiments.
Eurocode 3 ENV 1993-1-1 - Octobre 2005 - Calcul des structures en acier – Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments.
Eurocode 3 ENV 1993-1-3 - Décembre 1999 - Calcul des structures en acier. Partie 1-3 : Règles générales – Règles supplémentaires pour les profilés et plaques à parois minces formés à froid.
Eurocode 4 ENV 1994-1-1 - Septembre 1994 - Construction mixte acier/béton – Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments.
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